DE43380C

DE43380C - Rangefinder

Info

Publication number: DE43380C
Application number: DENDAT43380D
Authority: DE
Original assignee: W. H. M. CHRISTIE, Direktor der Königlichen Sternwarte in Greenwich, Kent, England
Anticipated expiration: 1907-08-28

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 42: Instrumente.CLASS 42: Instruments.

(Kent, England).(Kent, England).

Entfernungsmesser.Rangefinder.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 28. August 1887 ab.Patented in the German Empire on August 28, 1887.

Gegenstand vorliegender Erfindung bildet die Schaffung eines gut wirkenden, handlichen Instrumentes zur sicheren Bestimmung von Entfernungen und zu dergleichen Zwecken.The subject of the present invention is the creation of a good-looking, handy Instrument for the safe determination of distances and for similar purposes.

Nach vorliegender Erfindung werden zwei Lichtstrahlbüschel von einem Object mittelst an jedem Ende einer geeigneten Basis angebrachten Reflectors und (am besten vor diesem befindlichen) Objectivs aufgefangen, reflectirt und gebrochen; die beiden Lichtstrahlbüschel convergiren dann von einem jeden Basisende her, um in oder nahe in der Mitte der Basis ein Bild des Objectes zu erzeugen, und werden durch zwei Reflectoren reflectirt, die so gestellt sind, dafs beide erzeugte Bilder durch ein Ocular beobachtet werden können.According to the present invention, two light beam bundles are averaged from an object Reflectors attached to each end of a suitable base and (preferably in front of this Objectives located there caught, reflected and broken; the two bundles of light rays then converge from either base end to or near the center of the base to produce an image of the object, and are reflected by two reflectors, which are so are placed so that both images produced can be observed through an ocular.

Das an dem einen Basisende befindliche Objectiv ist so angeordnet, dafs es einestheils gegen das am vorderen Basisende befindliche Objectiv und den Reflector, anderentheils jedoch unabhängig von dem Reflector des ersten Basisendes sowie den übrigen Theilen des Instruments verschoben werden kann; hierdurch wird erzielt, dafs das durch das Objectiv des einen Basisendes erzeugte ganze oder theilweise Bild des Objectes an das durch das Objectiv am anderen Basisende erzeugte ganze oder theilweise Bild anstöfst oder eine vorher bestimmte Lage gegen das letztere einnimmt. Dabei kann die Gröfse dieser Verschiebung dazu benutzt werden, die Entfernung des Objectes oder der Objecte im Sehfelde zu bestimmen. The objective at one base end is so arranged that it is one part against the objective and the reflector at the front end of the base, but the other part independent of the reflector of the first base end as well as the remaining parts of the instrument can be moved; in this way it is achieved that the whole or part of what is produced by the objective of the one base end Image of the object to the whole or created by the objective at the other base end partially collides with the image or assumes a previously determined position against the latter. The magnitude of this shift can be used to determine the distance of the object or to determine the objects in the field of vision.

Diese Bewegung und Messung kann in geeigneter Weise durch eine Mikrometerschraube und einen senkrecht verschiebbaren Ring bewirkt werden; sie kann jedoch auch auf andere Weise, beispielsweise durch eine auf einen Arm wirkende Mikrometerschraube bewirkt werden, welcher Arm sich um ein Centrum dreht und das Objectiv trägt oder auf dasselbe einwirkt, um letzteres um einen vom Drehmittelpunkt des Armes verschiedenen Drehmittelpunkt zu drehen.This movement and measurement can be conveniently carried out using a micrometer screw and causing a vertically displaceable ring; however, it can also affect others Way, for example caused by a micrometer screw acting on an arm which arm revolves around a center and carries the objective or on the same acts around the latter around a center of rotation different from the center of rotation of the arm to turn.

Fig. ι und 2 zeigen zwei rechtwinklig zu einander gelegte Schnitte eines nach vorliegender Erfindung construirten Instruments. A ist das Rohr mit den beiden, an den Enden und in einer Ebene liegenden Oeffnungen α α²; an jedem Rohrende befindet sich ein mit B bezw. J3² bezeichneter und unter einem Winkel von 45⁰ zur Rohrachse stehender Reflector.FIGS. 1 and 2 show two sections, placed at right angles to one another, of an instrument constructed according to the present invention. A is the tube with the two openings α α ² at the ends and in one plane; at each end of the pipe there is a with B respectively. J3 designated ² and standing at an angle of 45 ⁰ to the tube axis Reflector.

Diese Reflectoren können aus Planglas bestehen, dessen Hinterseite mit Silber belegt ist, wie solches in Sextanten zur Verwendung kommt.These reflectors can consist of flat glass, the back of which is covered with silver is how such is used in sextants.

Innerhalb dieser beiden Reflectoren befinden sich zwei ähnliche Objective, C an dem einen, C² an dem anderen Rohrende. Im Centrum des Rohres A, und zwar im oder nahe am gemeinschaftlichen Brennpunkt der beiden Objective CC², befinden sich zwei halbe Reflectoren D D², von denen der eine das Bild des Objectes von dem Reflector und Objectiv an dem einen Ende des Instruments, der andere das Bild des Objects von dem Reflector und Objectiv an dem anderen Ende des Instruments empfängt. Diese Reflectoren D J)², die in ge-Inside these two reflectors are two similar objectives, C on one end of the tube ^{, C 2 on the other.} In the center of the tube A, in or near the common focal point of the two objectives CC ² , there are two half reflectors D D ² , one of which is the image of the object from the reflector and the objective at one end of the instrument, the another receives the image of the object from the reflector and objective at the other end of the instrument. These reflectors D J) ² , which are

eigneter Weise aus Spiegelmetall bestehen können, liegen rechtwinklig über einander, unter 45 ° gegen die Längsachse des Rohres A und parallel zu den Reflectoren stehend, von denen sie das Bild empfangen. In dem diesen Reflectoren D D² gegenüberliegenden Theile des Rohres ist eine Oeffnung angebracht, in welcher sich ein Ocular befindet.Can suitably consist of mirror metal, are perpendicular to each other, at 45 ° to the longitudinal axis of the tube A and parallel to the reflectors from which they receive the image. In the part of the tube opposite these reflectors D D ^{2 there} is an opening in which an ocular is located.

Das Objectiv C ist durch eine Mikrometerschraube in einer Lade rechtwinklig zur Achse des Rohres A verstellbar; Ring/ bildet den einen Theil der im Rohr A befindlichen Lade, Hülse g den anderen Theil. In der Hülse g befindet sich die Einfassung des Objective, das darin verstellbar ist, um die Entfernung des genannten Objectivs vom Reflector D in der Längsrichtung des Rohres A zu bestimmen.The objective C can be adjusted by means of a micrometer screw in a drawer at right angles to the axis of the tube A; Ring / forms one part of the ark in tube A , sleeve g the other part. In the sleeve g is the mount of the objective, which is adjustable therein in order to determine the distance of said objective from the reflector D in the longitudinal direction of the tube A.

Das Objectiv am anderen Ende ist in ähnlicher Weise in Längsrichtung des Rohres A einstellbar angeordnet; es kann aber auch nur das eine der beiden Objective CC² verschiebbar angeordnet sein.The objective at the other end is arranged adjustable in a similar manner in the longitudinal direction of the tube A; however, only one of the two objectives CC ² can be arranged to be displaceable.

H ist eine mit feinem Gewinde versehene Schraube, die durch einen mit entsprechendem Gewinde ausgestatteten Ansatz am Ring/" geht; diese Schraube legt sich gegen die Hülse g des verschiebbaren Ringes an und verschiebt genannte Hülse im Ring/. Dabei wird Hülse g mittelst einer oder mehrerer Gegenfedern oder in anderer ■ Weise auf der Schraube H gehalten. H is provided with a fine threaded screw which passes through a flask equipped with a corresponding threaded projection on the ring / "; this screw bears against the sleeve g of the slidable ring and moves said sleeve in the ring / where sleeve g by means of one or. several counter springs or in another ■ way held on the screw H.

In Verbindung mit der Schraube H kommt eine Entfernungsscala zur Verwendung, welche auf der Vorderfläche der Scheibe i spiralförmig angeordnet ist. Bei Drehung der Schraube um eine volle Umdrehung wird der Zeiger j um eine der Breite zwischen jeder Spiralenumdrehung entsprechende Länge bewegt. Es kann dies durch einen vom Schieber / vorstehenden Stift k bewirkt werden, der in eine spiralförmige, der Scala auf der Scheibenvorderfläche entsprechende Nuth auf der Scheibenhinterseite eingreift.In connection with the screw H , a distance scale is used, which is arranged in a spiral on the front surface of the disk i. When the screw is turned one full turn, the pointer j is moved a length corresponding to the width between each revolution of the spiral. This can be brought about by a pin k protruding from the slide, which engages in a spiral-shaped groove on the rear side of the disk which corresponds to the scale on the front surface of the disk.

Die Scala kann auch in anderer Weise angeordnet sein; beispielsweise kann sie in einer auf einer Zahnstange in Längenrichtung hingleitenden Scala bestehen, wobei die Stange durch ein auf der Mikrometerschraube sitzendes Zahnrädchen bewegt wird.The scale can also be arranged in another way; for example, it can be in a exist on a rack in the longitudinal direction sliding scale, the rod is moved by a toothed wheel sitting on the micrometer screw.

Die Sealentheilungen auf i können in der hierfür üblichen Weise, d. h. unter Benutzung des Satzes bestimmt werden, dafs für die zu bestimmende Entfernung von Objecten die Bewegung des Objectivs von der Anfangsstellung sich finden läfst durch das Product der Basis (dem Abstand der Centren der Reflectoren B B²) in die Brennweite des Objectivs, dividirt durch den Abstand des beobachteten Objects.The seal divisions on i can be determined in the usual way, that is, using the theorem that for the distance to be determined from objects the movement of the objective from the initial position can be found through the product of the base (the distance between the centers of the reflectors BB ² ) into the focal length of the objective divided by the distance of the observed object.

Zur Abhaltung störenden Lichtes können, wie in Teleskopen, Diaphragmen im Rohre, zwischen den Objectiven CC² und den Reflectoren D D² liegend, angeordnet werden.As in telescopes, diaphragms can be arranged in the tube between the objectives CC ² and the reflectors DD ² to keep out interfering light.

Das Instrument wird in der für die Beobachtung gewählten Stellung mit der Basis senkrecht zur Objectrichtung und auch senkrecht zu einer Linie im Object (also entweder vertical, horizontal oder in beliebig anderer Zwischenstellung) benutzt. Rohr A kann auf einem geeigneten Stativ angeordnet und mit einem Gestell ausgerüstet sein, das ein Einstellen des Rohres in die Azimuths oder Höhenkreise gestattet, um hierdurch das Object in das Sehfeld zu bringen. Soll beispielsweise das Instrument behufs Beobachtung einer verticalen Linie im Object mit horizontal gestelltem Rohr verwendet werden, so kann es senkrecht zur Sehlinie auf dem oberen Ende eines Visirstabes oder einer Bake, die in den Erdboden eingesetzt ist, montirt werden, wodurch es nach dem Azimuth oder (durch Neigen der Bake aus der Verticalstellung) nach dem Höhenkreis gedreht werden kann, um das Object in das Sehfeld zu bringen. In diesem Falle wird, wenn die Mikrometerschraube nicht für die genaue Entfernung des Objects eingestellt ist, derjenige Theil einer beliebigen Verticallinie im Object, welcher in der oberen Sehfeldhälfte sichtbar ist, gegen den Theil der entsprechenden, in der unteren Sehfeldhälfte sichtbaren Linie nach rechts oder links verschoben erscheinen. Dann mufs die Mikrometerschraube so lange gedreht werden, bis beide Hälften der Verticallinie als eine einzige gerade Linie erscheinen, worauf die Ablesung auf der Scala die Entfernung des Objects angiebt. Die Fig. 4 und 5 zeigen das Sehfeld als Kreis und die Horizontallinie; in Fig. 4 ist die Trennung der zwei von beiden Basisenden reflectirten Linienhälften ersichtlich.The instrument is used in the position chosen for observation with the base perpendicular to the direction of the object and also perpendicular to a line in the object (i.e. either vertical, horizontal or in any other intermediate position). Tube A can be arranged on a suitable tripod and equipped with a frame that allows the tube to be set in the azimuths or circles of elevation in order to bring the object into the field of view. If, for example, the instrument is to be used for the observation of a vertical line in the object with the tube placed horizontally, it can be mounted perpendicular to the line of sight on the upper end of a sighting rod or a beacon which is set in the ground, whereby it can be positioned according to the azimuth or (by tilting the beacon from the vertical position) can be rotated according to the height circle in order to bring the object into the field of view. In this case, if the micrometer screw is not set for the exact distance of the object, that part of any vertical line in the object which is visible in the upper half of the field of view is opposite to the part of the corresponding line visible in the lower half of the field of view to the right or left appear shifted. Then the micrometer screw must be turned until both halves of the vertical line appear as a single straight line, whereupon the reading on the scale indicates the distance of the object. 4 and 5 show the field of view as a circle and the horizontal line; In Fig. 4 the separation of the two halves of the line reflected from both base ends can be seen.

Fig. 3 zeigt schematisch, wie das Instrument arbeitet. Die Buchstaben ABB², CC², DD² bezeichnen dieselben Theile wie in den Fig. 1 und 2. M ist ein Object, dessen Entfernung bestimmt werden soll. Wenn das Instrument für ein in unendlicher Entfernung liegendes Object eingestellt ist, so wird das eine Bild von M durch Reflexion am Reflector B und durch Refraction am Objectiv C bei N, das andere Bild durch Reflexion und Refraction am Reflector B² und Objectiv C² bei O entstehen. Diese beiden Bilder werden durch die Reflectoren D und Z)² nach dem Ocular E reflecting das Bild von N erscheint nach dieser Reflexion bei P, während die Stellung von O eine unveränderte ist. Hierdurch erscheint der Theil des Bildes in der einen Sehfeldhälfte gegen den entsprechenden Theil des Bildes auf der anderen Hälfte nach rechts oder links verschoben, wie in Fig. 4 ersichtlich. Objectiv C mufs dann durch Drehung der Mikrometerschraube verschoben werden, so dafs sein Linsenmittel-Fig. 3 shows schematically how the instrument works. The letters ABB ² , CC ² , DD ² designate the same parts as in Figs. 1 and 2. M is an object whose distance is to be determined. If the instrument is set for an object lying at infinite distance, one image of M is obtained by reflection at reflector B and by refraction at objective C at N, the other image by reflection and refraction at reflector B ² and objective C ² at O arise. These two images are reflected by the reflectors D and Z) ² after the ocular E reflecting the image of N appears after this reflection at P, while the position of O is unchanged. As a result, the part of the image in one half of the field of view appears shifted to the right or left in relation to the corresponding part of the image on the other half, as can be seen in FIG. Objective C must then be displaced by turning the micrometer screw so that its lens center

punkt Q. in die Stellung R gelangt; dabei ist die Strecke QR parallel und gleich der Linie N O. Das Bild vom Reflector B wird dann bei O gebildet und erscheint in gleicher Linie mit dem durch Reflector B² gebildeten Bilde (Fig. 5). Das Mafs der Entfernung QR, um welche das Objectiv C verschoben werden mufs, um die Continuität der beiden Bildhälften hervorzubringen, giebt ein genaues Mafs für die Entfernung des Objects M, da die beiden Dreiecke NOQ und B B² M einander ähnlich sind und demnach sich die gesuchte Entfernung MB² zur Basis BB² wie Strecke QO zn Strecke JVO oder Qi? verhält.point Q. reaches position R; the distance QR is parallel and equal to the line N O. The image from reflector B is then formed at O and appears in the same line with the image formed by reflector B ² (FIG. 5). The measure of the distance QR, by which the objective C must be displaced in order to produce the continuity of the two halves of the image, gives an exact measure for the distance of the object M, since the two triangles NOQ and BB ² M are similar to one another and accordingly the Desired distance MB ² to base BB ² like route QO to route JVO or Qi? behaves.

Es empfiehlt sich, Rohr A möglichst gegen Sonnenhitze zu schützen, um eine ungleiche Ausdehnung und ein Werfen des Rohres A und der Reflectoren zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann letzteres in ein Futteral aus Holz, Metall oder anderem Material dergestalt eingelegt werden, dafs sich zwischen dem Futteral und dem Rohr eine Schicht von Luft oder einem anderen schlechten Wärmeleiter befindet.It is advisable to protect tube A against the heat of the sun as much as possible in order to avoid uneven expansion and warping of tube A and the reflectors. For this purpose, the latter can be placed in a case made of wood, metal or other material in such a way that there is a layer of air or some other poor heat conductor between the case and the tube.

Die Reflectoren BB² und D D² können, wenn nöthig, durch Prismen ersetzt werden, auch brauchen die Prismen DD² nicht genau in den Brennpunkt gestellt zu werden; ebenso können die Objective CC² aufserhalb der Reflectoren BjB² zu liegen kommen.The reflectors BB ² and DD ² can, if necessary, be replaced by prisms, and the prisms DD ² do not have to be placed exactly in the focal point; Likewise, the objectives CC ² can come to lie outside the reflectors BjB ^2.

Claims

Patent Claims:

ι. A distance meter, characterized by the combined arrangement of a reflector (B and B ² J and an objective glass (C and C ² J at each end of the base odes of the tube) and of two reflectors (DD ² ) in the field of vision of the instrument, one of the objectives (or both objectives) is arranged independently adjustable by means of a micrometer screw and the associated scale division of its reflector and of the other instrument parts.

2. For the instrument marked under 1., the arrangement of the objective and of the reflector at each end of the instrument in such a way that the objective located inside.

1 sheet of drawings.